Più brevi i giorni su Saturno

Un nuovo calcolo del periodo di rotazione di Saturno riduce la durata del suo giorno di alcuni minuti. Un solo giorno del sesto pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole dura 10 ore, 32 minuti e 45 secondi (± 46 secondi). I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Nature.

Calcolare il tempo che impiega Saturno per compiere una rotazione completa sul proprio asse è sempre stato difficile. La difficoltà deriva proprio dalle caratteristiche fisiche del pianeta.

Ad es. il calcolo del periodo di rotazione per i pianeti rocciosi come la Terra e Marte è abbastanza semplice: basta trovare un punto di riferimento caratteristico sulla superficie e calcolare il tempo che esso impiega per tornare nella medesima posizione. Nel caso dei pianeti giganti gassosi (ricoperti di spessi strati di nuvole) come Saturno e Giove non è possibile effettuare questo tipo di osservazioni perché non ci sono oggetti solidi da prendere come riferimento sulla loro superficie. Inoltre il polo magnetico di Saturno è allineato con l'asse di rotazione, fattore che rende ancora più difficile il calcolo. Infatti il periodo di rotazione non può essere calcolato utilizzando il campo magnetico: aspetto che differisce da Giove che invece ha un campo magnetico inclinato.

Per decenni, i ricercatori hanno ritenuto che la durata del giorno di Saturno fosse di 10 ore e 39 minuti: calcolo basato sulle emissioni elettromagnetiche captate dalla sonda Voyager 2 nel 1980. Ma quando la sonda Cassini (immagine 2) è giunta in orbita nel 2004 per ripetere tali misurazioni radio con una tecnica simile, è stato calcolato uno scarto di 6 minuti rispetto al precedente calcolo.

Un gruppo di scienziati guidato da Ravit Helled dell'Università di Tel Aviv ha concentrato i propri studi sul campo gravitazionale del pianeta. "Abbiamo ottenuto una risposta basata sulla forma e sul campo gravitazionale del pianeta" ha dichiarato Helled. "Siamo stati in grado di ottenere il quadro complessivo del pianeta e di sfruttarne le proprietà fisiche per determinare il periodo di rotazione". I ricercatori hanno quindi lavorato alla rovescia partendo cioè da fattori come la forma e il campo gravitazionale. L’alta velocità di rotazione di Saturno crea un rigonfiamento del suo equatore distorcendo il suo campo gravitazionale.

Immagine 2 - Rappresentazione artistica di Cassini mentre si inserisce nell'orbita di Saturno. Credits: JPL/NASA.

Analizzando questo effetto il team di ricercatori ha quindi calcolato la durata del giorno di Saturno.

“Sei minuti fanno una grande differenza” sostiene Andrew Ingersoll ricercatore del Caltech (California Institute of Technology) che non ha preso parte allo studio. Poiché Saturno è così grande, l'equatore a livello dell'atmosfera ruota a quasi 400 chilometri all'ora, un valore più veloce di quanto rilevato in maniera implicita dalla sonda Voyager. I ricercatori sono in grado di misurare la velocità del vento mettendola in relazione alla velocità di rotazione del pianeta quindi, la nuova velocità di rotazione modifica dello stesso valore la velocità del vento stimata. Il precedente valore della velocità di rotazione faceva ritenere possibile un’unica direzione per la maggior parte dei venti mentre, il nuovo valore numerico, sembrerebbe indicare due direzioni: la metà sembrerebbe soffiare verso est e l'altra metà verso ovest. “Tale modello è più ragionevole perché è lo stesso che si applica a Giove” sostiene Ingersoll. “Il nuovo valore è importante ma non è rivoluzionario poiché si basa sulla convinzione che i venti di Saturno siano simili a quelli di Giove”, dichiara David Stevenson ricercatore che si occupa dello studio dei pianeti al Caltech. Il periodo di rotazione è probabilmente ancora più incerto di quanto sostenuto fin qui dai ricercatori. Il valore potrebbe essere quindi suscettibile di ulteriori modifiche.

La situazione potrebbe presto migliorare

La sonda Cassini transiterà molto vicina a Saturno nel 2017 (fine della missione) e sarà quindi in grado di misurare con una maggiore accuratezza il campo gravitazionale del pianeta. ”Spero che la sonda rilevi un’inclinazione del campo magnetico. In questo modo saremo in grado di misurare il periodo di rotazione di Saturno come è stato fatto in passato per Giove” scrive Ingersoll.